Pochutnat si na krabovi či humrovi v luxusní restauraci platí za báječný gastronomický zážitek. Ale také se to nechá zaplatit. Nicméně tím to celé končit nemusí. Zbytečně se totiž vyhazuje obrovské množství nepoživatelných částí krabích těl, které přitom mohou posloužit jako ekologický zdroj energie….

Klimatická krize tlačí svět do co nejrychlejšího zavádění ekologických energetických řešení a provozu elektrických vozidel. Nicméně i baterie pro tyto technologie musí být šetrné k životnímu prostředí.

I když se vědci snaží, většinou se o pohon zatím starají konvenční baterie, jako jsou lithium-iontové. Těžba lithia si však vybírá zničující daň na životním prostředí. A navíc jsou v těchto bateriích využívány látky, u nichž může trvat stovky i tisíce let, než se rozloží.

Jsou také obvykle velmi hořlavé a korozivní. Tyto a podobné problémy by teď mohli vyřešit nečekaní pomocníci. Právě krabi….

Takové zbytečné plýtvání!

Je nezpochybnitelné, že krabí maso je delikatesa. Ale něco o tomto oblíbeném pokrmu možná nevíte. Každoročně se po celém světě vyprodukuje 6 až 8 milionů tun odpadu z krabů, krevet či humrů, protože maso u nich tvoří zhruba jen 40 % jejich hmotnosti.

Toto kolosální množství odpadu, končící v mořích, oceánech a na skládkách, je problém. Stejně tak jde ale o promarněnou příležitost. Exoskelety těchto tvorů jsou totiž bohaté na užitečné látky, jako je uhličitan vápenatý, který má využití například v lékařství a v průmyslu.

Dále je to chitin, druh polysacharidu, který dělá jejich vnější kostry tvrdé a odolné. Také u něj vědci již dlouho zkoumají různá využití, například v biomedicínském inženýrství, a nyní tedy i pro elektrotechniku.

Pomocí laboratorních chemických procesů vyrobí derivát chitinu zvaný chitosan, který může sloužit jako elektrolyt pro baterii, jenž není oproti těm běžně používaným hořlavý ani korozivní. A navíc je snadno biologicky odbouratelný, což jiné chemické elektrolyty nejsou.

Levné a spolehlivé baterie

Kombinací tohoto chitosanového gelového elektrolytu se zinkem byli američtí vědci z University of Maryland schopni vytvořit obnovitelnou baterii, která je energeticky účinná na 99,7 % i po 1000 nabíjecích cyklech, což je přibližně 400 hodin.

A vzhledem k tomu, že chitosan stojí jen 1,7 dolaru (zhruba 42 korun) za gram a pro novou baterii je ho třeba asi jen 20 mikrogramů, má kromě jiných kladů i nezpochybnitelnou cenovou výhodu proti lithium-iontovým bateriím.

Vědci se přesto musí zabývat otázkou, zda nevzrostou náklady v souvislosti s rostoucími teplotami následkem klimatických změn, protože ty zasahují kromě jiného právě i mořský život.

Odvážné plány

Naštěstí je chitin v přírodě poměrně hojný, jeho zdrojem může být například hmyz nebo houby. Dalším plusovým bodem je fakt, že baterie nejsou hořlavé a celé dvě třetiny vyrobené z chitosanu se mohou díky mikrobiální degradaci rozložit v půdě za pouhých pět měsíců a zanechat po sobě recyklovatelný zinek.

Šéf Center for Materials Innovation na marylandské univerzitě a vedoucí studie Liangbing Hu a jeho tým však mají ještě ambicióznější cíl – chtějí, aby výsledkem jejich budoucího výzkumu byla plně biologicky rozložitelná baterie.

„Podle nás jsou přirozená rozložitelnost, potažmo enviromentální dopad, technické vlastnosti a výkon baterie klíčovými parametry k naplnění jejího komerčního potenciálu,“ říká lídr vědeckého týmu.

Autor: Kateřina M. Košutová